随着社会的不断发展,化石能源的大量开采和广泛使用带来气候变暖、水源污染等系列严重的环境问题。而氢能具有高燃烧值、绿色清洁等优势引起了广泛的关注。目前通过电解水制备氢气被认为理想途径之一。其中,析氢反应（HER）和析氧反应（OER）是水电解反应中两个重要的半反应过程。在寻找新型能源转换装置的同时,高效的能源储存装置也同样重要。甲醇燃料电池作为清洁高效储能装置的代表之一,在各个方面都显示出了突出的贡献。然而,传统的催化剂已经很难满足高效新型能源转换与储存设备的需求。因此,研发高效、清洁、廉价的电极材料已成改善能源危机和环境问题的必要手段。金属有机框架材料具有高的比表面积、丰富的活性位点以及结构可设计性和修饰性等优点,在能源储存与转化方面表现出优良的性能。然而,MOFs固有的导电性较差的缺点不利于电子之间的传输,从而会影响电催化和燃料电池的性能;其次,MOFs材料具有相对较差的化学稳定性,容易溶解在电解质中,难以回收利用,还会影响到电催化性能测试的稳定性。因此充分发挥MOFs材料的优势并解决存在的一些缺陷是解决MOFs材料在电催化反应和燃料电池的关键。本论文以金属有机框架的构筑,以及在电催化领域的应用为主线,从材料结构的设计、性能改善、产物探讨等几个角度出发,进行了以下的研究:第一部分:首先选取了两例羧酸配体,构筑了10例适用于电催化研究的过渡金属基MOFs材料,并进行了相应的结构描述以及相关的结构表征。10例过渡金属基MOFs材料分别为:{[Cu₃（ddpb）（H₂O）₃]}_n 1{[Co（ddbp）_0.5（4,4’-bpy）_0.5（H₂O）₂]}_n 2{[Ni（ddbp）_0.5（4,4’-bpy）_0.5（H₂O）₂]}_n 3{[Co₂（ddbp）（1,4’-bib）₂]× H₂O}_n 4{[Ni₂（ddbp）₂（1,4’-bib）₂（H₂O）2]× H₂O}_n 5{[Co（ddbp）_0.5（bpe）]}_n 6{[Ni（ndc）（dpa）]·H₂O}_n 7{[Co₂（ndc）₂（dpa）（H₂O）]}_n 8{[Ni₂（ndc）₂（dpa）（H₂O）]}_n 9{[Ni₄（ndc）₃（OH）₂（H₂O）₂]·（H₂O）₂}_n 10第二部分:为了验证金属节点数目对甲醇燃料性能的影响,选取了两例在有机配体和金属盐相同的条件下,通过调整溶剂的配比构筑的不同金属节点数的碱稳定Ni-MOF。测试表明,在碱性条件下,具有双金属节点数目的Ni-MOF的甲醇氧化让化性能较优于单金属节点数的Ni-MOF材料。为了改善性能,引入导电材料后发现,复合材料的催化性能得到了明显的提升。第三部分:选取上面合成的一例稳定的、具有Ni簇链的Ni-MOF（晶态材料10）,用作电催化析氧催化剂。通过引入不同比例的导电物质以及更换不同的导电基底实现了性能的明显提升,并且优于贵金属IrO₂。并且揭示了催化过程中该材料的真正活性位点,即:原位产生的Ni（OH）₂与MOF本身的1D镍簇链的共同作用。第四部分:为了研究金属节点对电催化析氢的影响,选取了两例结构相同、金属节点不同的Co/Ni-MOFs。实验数据表明,在一定程度上,Co-MOF的析氢性能较优于Ni-MOF。另外,为了探究复合策略对MOF材料析氢性能的改善程度,选取了一例经典的HKUST-1（Cu.BTC）,分别利用水热法和机械研磨法与导电物质复合数据表明,水热法复合的材料对催化性能具有更大程度上的改进作用。原因是,在水热条件下,AB与Cu.BTC比机械磨削策略复合的更均匀,两者之间具有更大的相互接触面积,使得两者的协同作用发挥的更充分。